JP7485951B2 - クランク軸の製造方法 - Google Patents

Description

本開示は、クランク軸の製造方法に関し、より詳細には、ジャーナルと、ジャーナルに対して偏心して配置されるピンと、ジャーナルとピンとを接続するアームと、アームと一体的に形成されたカウンターウエイトと、を含むクランク軸の製造方法に関する。

例えば、自動車、自動二輪車、農業機械、又は船舶等に搭載されるレシプロエンジンは、燃料の燃焼によるピストンの往復運動を回転運動に変換するため、クランク軸を備えている。クランク軸は、複数のジャーナルと、複数のピンと、複数のアームとを含む。ジャーナルは、クランク軸の主軸部であり、その中心軸周りに回転する。ピンは、ジャーナルに対して偏心して配置され、コネクティングロッドを介してピストンに接続される。ジャーナルとピンとの間にはそれぞれアームが配置され、当該アームによって隣り合うジャーナルとピンとが接続される。クランク軸に含まれる複数のアームのうち、少なくとも一部のアームには、カウンターウエイトが設けられることがある。

クランク軸は、一般に、型鍛造又は鋳造によって製造される。例えば、高強度及び高剛性がクランク軸に要求される場合、クランク軸の製造方法として型鍛造が多用される。型鍛造によってクランク軸を製造する場合、予備成形工程、型鍛造工程、及びバリ抜き工程が順に実施される。また、必要に応じ、バリ抜き工程の後に整形工程が実施される。

通常、予備成形工程は、ロール成形工程と、曲げ打ち工程とを含む。予備成形工程では、加熱したビレットにロール成形及び曲げ打ちを施し、中間素材としての荒地を得る。ロール成形工程では、例えば孔型ロールを用い、ビレットを圧延して絞ることにより、ビレットの体積を軸方向に配分してロール荒地を得る。曲げ打ち工程では、ロール荒地をその軸方向に垂直な方向から部分的にプレス圧下する。これにより、ロール荒地の体積が軸方向に配分され、曲げ荒地が形成される。

予備成形工程に続く型鍛造工程は、荒打ち工程と、仕上げ打ち工程とを含んでいる。荒打ち工程では、曲げ荒地を上下一対の金型を用いて鍛造することにより、荒鍛造材を得る。荒鍛造材は、最終製品であるクランク軸のおおよその形状に造形されている。仕上げ打ち工程では、荒鍛造材を上下一対の金型を用いて鍛造することにより、仕上げ鍛造材を得る。仕上げ鍛造材は、最終製品であるクランク軸と合致する形状に造形されている。荒打ち工程及び仕上げ打ち工程では、金型の型割面の間に材料が流出し、荒鍛造材及び仕上げ鍛造材の周囲にバリが形成される。

バリ抜き工程では、例えば、バリ付きの仕上げ鍛造材を一対の金型によって挟んで保持した状態で、刃物型によってバリを打ち抜く。これにより、仕上げ鍛造材からバリが除去され、バリなしの鍛造材が得られる。その後の整形工程において、バリなしの鍛造材の必要箇所が圧下され、この鍛造材が仕上げ寸法及び仕上げ形状に矯正される。

クランク軸を型鍛造によって製造する方法に関し、従来、様々な提案がなされている。例えば、特許文献１及び特許文献２には、第１予備成形工程と、第２予備成形工程とを含むクランク軸の製造方法が提案されている。

特許文献１の製造方法では、第１予備成形工程においてビレットから初期荒地が成形された後、第２予備成形工程において初期荒地から最終荒地が成形される。第１予備成形工程では、ビレットのうちジャーナルとなる各部位及びピンとなる各部位を圧下することにより、複数の扁平部を形成する。第２予備成形工程では、第１予備成形工程で形成された扁平部の幅広方向を圧下方向として、初期荒地のうちジャーナルとなる各部位を圧下する。また、第２予備成形工程では、扁平部の幅広方向を偏心方向にして、初期荒地のうちピンとなる各部位を偏心させる。その後の仕上げ鍛造工程では、型鍛造により、第２予備成形工程で得られた最終荒地がクランク軸の仕上げ寸法に成形される。

特許文献２の製造方法は、第１及び第２予備成形工程に加え、最終予備成形工程を含んでいる。この最終予備成形工程では、第２予備成形工程で得られた荒地のうち、カウンターウエイトとなる部位、及びこのカウンターウエイトを一体で備えるクランクアームとなる部位を軸方向に圧下する。これにより、これらの部位の厚みが仕上げ寸法の厚みまで小さくなる。

国際公開第２０１９／０３９１９９号 国際公開第２０１８／０５６１３５号

クランク軸を型鍛造によって製造する際、予備成形工程を実施して荒地を得た後、荒地に対して型鍛造工程が施される。型鍛造工程では、一対の金型を用い、荒地から、クランク軸の形状と実質的に合致する形状を有する鍛造材を成形する。荒地の形状が鍛造材の形状と大きく異なる場合、つまり荒地の形状がクランク軸の形状からかけ離れている場合、型鍛造工程において、荒地を金型上に安定して配置することが難しい。荒地の配置が不安定であれば、荒地から成形される鍛造材に疵が発生しやすくなる。

特許文献１及び特許文献２には、第１予備成形工程及び第２予備成形工程により、材料の軸方向の体積配分が促進され、クランク軸の形状に近い形状の最終荒地を得ることができると記載されている。しかしながら、これらの特許文献では、軸方向に対して垂直な方向、特にカウンターウエイト付きアームとなる部位の長手方向の体積配分については言及されていない。クランク軸にさらに近い形状を荒地に与え、型鍛造工程における荒地の配置の安定性を向上させるため、予備成形工程では、材料の体積配分をより精密に行うことが好ましい。

本開示は、予備成形工程において材料の体積配分をより精密に行うことができるクランク軸の製造方法を提供することを課題とする。

本開示に係る製造方法は、クランク軸の製造方法である。クランク軸は、ジャーナルと、ピンと、アームと、カウンターウエイトと、を含む。ピンは、ジャーナルに対して偏心して配置される。アームは、ジャーナルとピンとを接続する。カウンターウエイトは、アームと一体的に形成される。製造方法は、ビレットから第１荒地を得る第１予備成形工程と、第１荒地から第２荒地を得る第２予備成形工程と、第２荒地から第３荒地を得る第３予備成形工程と、を備える。

第１予備成形工程では、一対の第１金型を用い、ビレットの軸方向と垂直な方向から、ビレットのうちジャーナルに相当する部位及びピンに相当する部位を圧下することにより、ジャーナルに相当する部位及びピンに相当する部位の各断面積を減少させて当該部位をそれぞれ扁平状に成形する。また、第１予備成形工程では、ビレットのうち、アーム及びカウンターウエイトで構成されるクランクウェブに相当する部位を、第１金型の圧下方向においてアームに相当する部位の長さがカウンターウエイトに相当する部位の長さよりも短くなるように、一対の第１金型で圧下する。

第２予備成形工程では、一対の第２金型を用い、第１金型の圧下方向及び第１荒地の軸方向と垂直な方向を圧下方向として、第１荒地のうちジャーナルに相当する部位を圧下する。また、第２予備成形工程では、偏心型を用い、第２金型による圧下方向と平行な方向を偏心方向として、第１荒地のうちピンに相当する部位をジャーナルに相当する部位に対して偏心させる。さらに、第２予備成形工程では、第１荒地のうちクランクウェブに相当する部位を、第１金型の圧下方向におけるアームに相当する部位の長さがカウンターウエイトに相当する部位の長さよりも短い状態に維持されるように、一対の第２金型によって支持する。

第３予備成形工程では、第３金型を用い、第２荒地のうちクランクウェブに相当する部位を第２荒地の軸方向から圧下することにより、当該部位の厚みを減少させる。

本開示に係るクランク軸の製造方法によれば、予備成形工程において材料の体積配分をより精密に行うことができる。

図１は、実施形態に係る製造方法によって製造されるクランク軸を模式的に示す側面図である。 図２は、図１のＩＩ－ＩＩ断面図である。 図３Ａは、実施形態に係る製造方法で用いられるビレットを模式的に示す側面図である。 図３Ｂは、実施形態に係る製造方法において、中間素材である第１荒地を模式的に示す側面図である。 図３Ｃは、実施形態に係る製造方法において、中間素材である第２荒地を模式的に示す側面図である。 図３Ｄは、実施形態に係る製造方法において、中間素材である第２荒地を模式的に示す側面図である。 図４Ａは、実施形態に係る製造方法に含まれる第１予備成形工程を説明するための模式図である。 図４Ｂは、第１予備成形工程を説明するための別の模式図である。 図５Ａは、図４ＡのＶＡ－ＶＡ断面図である。 図５Ｂは、図４ＢのＶＢ－ＶＢ断面図である。 図６Ａは、図４ＡのＶＩＡ－ＶＩＡ断面図である。 図６Ｂは、図４ＢのＶＩＢ－ＶＩＢ断面図である。 図７Ａは、図４ＡのＶＩＩＡ－ＶＩＩＡ断面図である。 図７Ｂは、図４ＢのＶＩＩＢ－ＶＩＩＢ断面図である。 図８Ａは、実施形態に係る製造方法に含まれる第２予備成形工程を説明するための模式図である。 図８Ｂは、第２予備成形工程を説明するための別の模式図である。 図８Ｃは、第２予備成形工程を説明するためのさらに別の模式図である。 図９Ａは、図８ＡのＩＸＡ－ＩＸＡ断面図である。 図９Ｂは、図８ＣのＩＸＢ－ＩＸＢ断面図である。 図１０Ａは、図８ＡのＸＡ－ＸＡ断面図である。 図１０Ｂは、図８ＣのＸＢ－ＸＢ断面図である。 図１１Ａは、図８ＡのＸＩＡ－ＸＩＡ断面図である。 図１１Ｂは、図８ＣのＸＩＢ－ＸＩＢ断面図である。 図１２Ａは、実施形態に係る製造方法に含まれる第３予備成形工程を説明するための模式図である。 図１２Ｂは、第３予備成形工程を説明するための別の模式図である。 図１２Ｃは、第３予備成形工程を説明するためのさらに別の模式図である。 図１３Ａは、図１２Ｂを水平面で切断したときの断面を模式的に示す図である。 図１３Ｂは、図１２Ｃを水平面で切断したときの断面を模式的に示す図である。 図１４は、第３予備成形工程で使用可能なプレス装置の縦断面図である。 図１５は、図１４に示すプレス装置の横断面図である。 図１６Ａは、第３予備成形工程に供される第２荒地のうち、クランクウェブに相当する部位の横断面図である。 図１６Ｂは、第３予備成形工程で成形される第３荒地のうち、クランクウェブに相当する部位の横断面図である。 図１７は、第３予備成形工程後の型鍛造工程で成形される鍛造材のクランクウェブを例示する図である。 図１８は、実施形態に係る製造方法の変形例において、製造対象となるクランク軸を模式的に示す側面図である。 図１９は、実施形態に係る製造方法の変形例において、第１予備成形工程で使用される金型を模式的に示す縦断面図である。 図２０は、実施形態に係る製造方法の変形例において、第２予備成形工程で使用される金型を模式的に示す縦断面図である。 図２１は、実施形態に係る製造方法の変形例において、第３予備成形工程で使用される金型を模式的に示す縦断面図である。

第１の構成に係る製造方法は、クランク軸の製造方法である。クランク軸は、ジャーナルと、ピンと、アームと、カウンターウエイトと、を含む。ピンは、ジャーナルに対して偏心して配置される。アームは、ジャーナルとピンとを接続する。カウンターウエイトは、アームと一体的に形成される。製造方法は、ビレットから第１荒地を得る第１予備成形工程と、第１荒地から第２荒地を得る第２予備成形工程と、第２荒地から第３荒地を得る第３予備成形工程と、を備える。

第１予備成形工程では、一対の第１金型を用い、ビレットの軸方向と垂直な方向から、ビレットのうちジャーナルに相当する部位及びピンに相当する部位を圧下することにより、ジャーナルに相当する部位及びピンに相当する部位の各断面積を減少させて当該部位をそれぞれ扁平状に成形する。また、第１予備成形工程では、ビレットのうち、アーム及びカウンターウエイトで構成されるクランクウェブに相当する部位を、第１金型の圧下方向においてアームに相当する部位の長さがカウンターウエイトに相当する部位の長さよりも短くなるように、一対の第１金型で圧下する。

第２予備成形工程では、一対の第２金型を用い、第１金型の圧下方向及び第１荒地の軸方向と垂直な方向を圧下方向として、第１荒地のうちジャーナルに相当する部位を圧下する。また、第２予備成形工程では、偏心型を用い、第２金型による圧下方向と平行な方向を偏心方向として、第１荒地のうちピンに相当する部位をジャーナルに相当する部位に対して偏心させる。さらに、第２予備成形工程では、第１荒地のうちクランクウェブに相当する部位を、第１金型の圧下方向におけるアームに相当する部位の長さがカウンターウエイトに相当する部位の長さよりも短い状態に維持されるように、一対の第２金型によって支持する。

第３予備成形工程では、第３金型を用い、第２荒地のうちクランクウェブに相当する部位を第２荒地の軸方向から圧下することにより、当該部位の厚みを減少させる。

型鍛造工程で得られる鍛造材のうち、アームとカウンターウエイトとで構成されるクランクウェブでは、通常、その長手方向に体積が配分されている。すなわち、鍛造材のクランクウェブでは、カウンターウエイト側の体積が大きく、アーム側の体積が小さい。そこで、第１の構成に係るクランク軸の製造方法では、型鍛造工程の前工程である予備成形工程において、予めこの体積配分を反映した荒地を形成する。具体的には、ビレットから第１荒地を得る第１予備成形工程において、ビレットのうちクランクウェブに相当する部位を一対の第１金型で圧下する。第１予備成形工程において、ビレットのうちクランクウェブに相当する部位は、鍛造材のクランクウェブの体積配分にしたがって、第１金型の圧下方向においてアームに相当する部位の長さがカウンターウエイトに相当する部位の長さよりも短くなるように圧下される。また、第１予備成形工程では、ビレットのうち、ジャーナルに相当する部位及びピンに相当する部位が一対の第１金型によって圧下され、扁平状に成形される。これにより、ジャーナルに相当する部位及びピンに相当する部位からクランクウェブに相当する部位へと余剰材料が流入し、軸方向の体積配分も行われる。

第１荒地から第２荒地を得る第２予備成形工程では、一対の第２金型により、第１予備成形工程で得られた第１荒地のうち、ジャーナルに相当する部位が圧下されるとともに、偏心型により、第１荒地のうちピンに相当する部位が偏心させられる。このとき、第１荒地のうちクランクウェブに相当する部位では、第１予備成形工程で行った体積配分が実質的に維持される。すなわち、第２予備成形工程において、第２荒地のうちクランクウェブに相当する部位は、第１金型の圧下方向におけるアームに相当する部位の長さがカウンターウエイトに相当する部位の長さよりも短い状態に維持されるように、一対の第２金型で支持される。また、第２予備成形工程において、クランクウェブに相当する部位には、ジャーナルに相当する部位の圧下及びピンに相当する部位の偏心に伴い、ジャーナルに相当する部位及びピンに相当する部位から余剰材料が流入する。そのため、さらなる軸方向の体積配分が行われる。

このように、第１の構成に係る製造方法によれば、第１及び第２予備成形工程の段階で、ジャーナルに相当する部位、ピンに相当する部位、及びクランクウェブに相当する部位に対して軸方向の体積配分が行われるだけでなく、クランクウェブに相当する部位において、カウンターウエイトに相当する部位の体積が大きく、アームに相当する部位の体積が小さくなるような体積配分が行われる。よって、予備成形工程において、より精密に材料の体積配分を行うことができる。

第１及び第２予備成形工程を経て得られた第２荒地のうち、クランクウェブに相当する部位では、カウンターウエイトに相当する部位の体積が大きく、アームに相当する部位の体積が小さくなるような体積配分がなされている。そのため、第１及び第２予備成形工程に続く第３予備成形工程において、第３金型の型割面への材料の噛み出しが生じにくい。よって、第３予備成形工程において、クランクウェブに相当する部位に対し、比較的自由な形状を与えることが可能となる。

第３予備成形工程では、第３金型によって第２荒地のうちクランクウェブに相当する部位の外周を拘束し、当該部位をクランクウェブの仕上げ形状に相当する形状に形成することが好ましい（第２の構成）。

第３予備成形工程後の型鍛造工程では、クランク軸の仕上げ形状と概略合致した鍛造材が成形される。そこで、第２の構成では、第３予備成形工程において、第２予備成形工程で得られた第２荒地のうち、クランクウェブに相当する部位の外周を第３金型で拘束しながら、当該部位をクランクウェブの仕上げ形状に相当する形状に形成する。これにより、第３予備成形工程で得られる第３荒地の形状を鍛造材の形状、すなわち型鍛造工程で使用される金型の形状に近づけることができる。よって、型鍛造工程において、第３荒地を金型上に安定して配置することができ、鍛造材における疵の発生を抑制することができる。また、鍛造材の成形精度を向上させることもできる。

鍛造材及び最終的なクランク軸のクランクウェブでは、アームの幅よりもカウンターウエイトの幅の方が大きい。また、クランクウェブは、アームとカウンターウエイトとの間に括れ部を有することがある。さらに、クランクウェブには、肉抜き部が設けられていることもある。第２の構成では、第３荒地のうちクランクウェブに相当する部位を、このようなクランクウェブの仕上げ形状に相当する形状に成形する。これにより、第３予備成形工程後の型鍛造工程において、第３荒地のクランクウェブに相当する部位を型鍛造する際、金型から流出する余剰材料を減少させることができる。そのため、型鍛造工程においてバリの量を低減することができ、材料歩留りを向上させることができる。材料歩留りとは、ビレットの体積に対するクランク軸（最終製品）の体積の割合（百分率）である。

第２予備成形工程において、ピンに相当する部位の偏心量は、好ましくは、ピンの仕上げ寸法の偏心量の４０％以下である（第３の構成）。

第３の構成では、第２予備成形工程において、ピンに相当する部位の偏心量をピンの仕上げ寸法の偏心量の４０％以下に制限している。これにより、第２予備成形工程において、ピンに相当する部位からクランクウェブに相当する部位へと材料が流入しやすくなる。そのため、クランクウェブに相当する部位において、軸方向に垂直な方向の体積配分を促進することができる。

以下、本開示の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。各図において同一又は相当の構成については同一符号を付し、同じ説明を繰り返さない。

［クランク軸の構成］
図１は、本実施形態に係る製造方法によって製造されるクランク軸１０を模式的に示す側面図である。図１に示すクランク軸１０は、４気筒エンジンに搭載されるクランク軸である。クランク軸１０は、複数のジャーナルＪ１～Ｊ５と、複数のピンＰ１～Ｐ４と、複数のアームＡ１～Ａ８と、複数のカウンターウエイトＷとを含む。

第１ジャーナルＪ１～第５ジャーナルＪ５は、それぞれ、Ｘ１を中心軸とする概略円柱状をなす。第１ジャーナルＪ１～第５ジャーナルＪ５は、中心軸Ｘ１が延びる方向（軸方向）に沿ってこの順で配列され、クランク軸１０の主軸部を構成する。第１ジャーナルＪ１は、フロントＦｒに連結される。第５ジャーナルＪ５は、フランジＦｌに連結されている。以下、４つのジャーナルＪ１～Ｊ４を特に区別する必要がないときは、これらをジャーナルＪと総称する。

第１ピンＰ１～第４ピンＰ４は、それぞれ概略円柱状をなし、軸方向においてジャーナルＪと交互に配置される。ただし、第１ピンＰ１～第４ピンＰ４の各々は、ジャーナルＪに対して偏心している。第１ピンＰ１～第４ピンＰ４は、中心軸Ｘ１の周りに所定の位相差で配置される。本実施形態では、第１ピンＰ１及び第４ピンＰ４と、第２ピンＰ２及び第３ピンＰ３とが１８０°の位相差で中心軸Ｘ１の周りに配置されている。以下、４つのピンＰ１～Ｐ４を特に区別する必要がないときは、これらをピンＰと総称する。

第１アームＡ１～第８アームＡ８の各々は、軸方向においてジャーナルＪとピンＰとの間に配置される。第１アームＡ１～第８アームＡ８は、それぞれ、ジャーナルＪとピンＰとを接続する。

第１アームＡ１は、第１ジャーナルＪ１と第１ピンＰ１との間に配置され、第１ジャーナルＪ１と第１ピンＰ１とを接続する。第２アームＡ２は、第１ピンＰ１と第２ジャーナルＪ２との間に配置され、第１ピンＰ１と第２ジャーナルＪ２とを接続する。第３アームＡ３は、第２ジャーナルＪ２と第２ピンＰ２との間に配置され、第２ジャーナルＪ２と第２ピンＰ２とを接続する。第４アームＡ４は、第２ピンＰ２と第３ジャーナルＪ３との間に配置され、第２ピンＰ２と第３ジャーナルＪ３とを接続する。第５アームＡ５は、第３ジャーナルＪ３と第３ピンＰ３との間に配置され、第３ジャーナルＪ３と第３ピンＰ３とを接続する。第６アームＡ６は、第３ピンＰ３と第４ジャーナルＪ４との間に配置され、第３ピンＰ３と第４ジャーナルＪ４とを接続する。第７アームＡ７は、第４ジャーナルＪ４と第４ピンＰ４との間に配置され、第４ジャーナルＪ４と第４ピンＰ４とを接続する。第８アームＡ８は、第４ピンＰ４と第５ジャーナルＪ５との間に配置され、第４ピンＰ４と第５ジャーナルＪ５とを接続する。

第１アームＡ１～第８アームＡ８には、それぞれ、カウンターウエイトＷが設けられている。カウンターウエイトＷの各々は、アームＡ１～Ａ８のいずれかと一体的に形成されている。カウンターウエイトＷ付きの第１アームＡ１～第８アームＡ８をそれぞれ第１クランクウェブＣｗ１～第８クランクウェブＣｗ８ともいい、クランクウェブＣｗ１～Ｃｗ８を特に区別する必要がないときは、これらをクランクウェブＣｗと総称する。また、８つのアームＡ１～Ａ８を特に区別する必要がないときは、これらをアームＡと総称する。

図２は、図１のＩＩ－ＩＩ断面図であり、ピンＰ側から見たクランクウェブＣｗを模式的に示す。図２を参照して、カウンターウエイトＷの幅Ｂｗは、アームＡの幅Ｂａよりも大きい。カウンターウエイトＷは、アームＡと比較し、クランクウェブＣｗの中心面から幅方向の外側に張り出している。クランクウェブＣｗの中心面とは、ジャーナルＪの中心軸Ｘ１とピンＰの中心軸Ｘ２とを含む平面である。クランクウェブＣｗの幅方向とは、この中心面に対して垂直な方向をいう。また、クランクウェブＣｗの中心面に平行な方向をクランクウェブＣｗの長手方向という。

［クランク軸の製造方法］
次に、上述のように構成されたクランク軸１０を製造する方法について説明する。クランク軸１０の製造方法は、第１予備成形工程と、第２予備成形工程と、第３予備成形工程とを備えている。

図３Ａ～図３Ｄは、各予備成形工程における素材又は成形品を模式的に示す図である。クランク軸１０を製造する際、通常、出発素材として、図３Ａに示すビレット１１が用いられる。ビレット１１の軸方向に垂直な断面（横断面）は、円形状又は角形状を有する。ビレット１１の横断面の面積は、その全長にわたって実質的に一定である。第１予備成形工程では、ビレット１１から、第１の中間素材として図３Ｂに示す荒地１２を得る。第２予備成形工程では、第１予備成形工程で得られた荒地１２から、第２の中間素材として図３Ｃに示す荒地１３を得る。第３予備成形工程では、第２予備成形工程で得られた荒地１３から、第３の中間素材として図３Ｄに示す荒地１４を得る。以下、各工程について具体的に説明する。

（第１予備成形工程）
図４Ａ及び図４Ｂは、第１予備成形工程を説明するための模式図である。図４Ａ及び図４Ｂでは、ビレット１１及び荒地１２の中心軸にジャーナルＪの中心軸と同じ符号Ｘ１を付している。第１予備成形工程では、一対の金型２１，２２を用いてビレット１１を圧下する。金型２１，２２は、一般的なプレス装置に取り付けることができる。本実施形態の例では、金型２１が上型であり、金型２２が金型２１とともに用いられる下型である。

図４Ａに示すように、第１予備成形工程を開始する際には、金型２１を上昇させて金型２２から離間させた状態で、ビレット１１を金型２１と金型２２との間に配置する。ビレット１１は、下型である金型２２上に載置される。金型２１を下降させると、金型２１，２２により、ビレット１１がその軸方向と垂直な方向から圧下される。図４Ｂに示すように、金型２１を下死点に到達させることにより、ビレット１１が荒地１２に成形される。その後、金型２１を上昇させ、成形された荒地１２を金型２１，２２から取り出す。

図５Ａ及び図５Ｂは、それぞれ、図４ＡのＶＡ－ＶＡ断面図及び図４ＢのＶＢ－ＶＢ断面図である。図５Ａ及び図５Ｂでは、ビレット１１又は荒地１２のうち、ジャーナルＪに相当する部位の横断面を示す。ジャーナルＪに相当する部位とは、各素材が最終的にクランク軸１０に成形されたとき、ジャーナルＪとなる部位である。以下、各素材においてジャーナルＪに相当する各部位をジャーナル相当部ＪＡという。なお、素材における各部位の位置関係を理解しやすくするため、図５Ａ及び図５Ｂ、並びに後述する図６Ａ、図６Ｂ、図７Ａ、及び図７Ｂには、ジャーナルＪの中心軸Ｘ１を併記している。

図５Ａを参照して、ビレット１１のジャーナル相当部ＪＡは、第１予備成形工程の開始に際し、金型２１に設けられたジャーナル加工部２１ａ、及び金型２２に設けられたジャーナル加工部２２ａに対応する位置に配置される。金型２１のジャーナル加工部２１ａは、ビレット１１のジャーナル相当部ＪＡを収容可能な凹状を有する。金型２２のジャーナル加工部２２ａは、金型２１のジャーナル加工部２１ａに対向し、ジャーナル加工部２１ａよりも浅い凹状を有する。ジャーナル加工部２２ａは、金型２２に設けられた突出部の先端面に形成されている。ただし、本実施形態とは逆に、金型２２のジャーナル加工部２２ａが横断面視でビレット１１を収容可能な凹状を有し、金型２１に、浅凹状のジャーナル加工部２１ａを有する突出部が形成されていてもよい。

図５Ａに示すように、第１予備成形工程の開始時において、ジャーナル相当部ＪＡは、金型２２のジャーナル加工部２２ａ上に載置されている。金型２１を金型２２に向かって下降させることにより、ジャーナル相当部ＪＡが金型２１のジャーナル加工部２１ａ内に収容される。図５Ｂに示すように、金型２１をさらに下降させることにより、ジャーナル加工部２１ａ，２２ａでジャーナル相当部ＪＡが圧下される。金型２１を下降させる過程で、金型２１のジャーナル加工部２１ａ内に金型２２のジャーナル加工部２２ａが進入し、金型２１のジャーナル加工部２１ａの開口が金型２２のジャーナル加工部２２ａで塞がれて閉断面が形成される。これにより、第１予備成形工程において、ジャーナル相当部ＪＡを圧下した際にバリが発生するのを抑制することができ、材料歩留りを向上させることができる。

第１予備成形工程では、金型２１，２２を用い、ジャーナル相当部ＪＡをビレット１１の軸方向と垂直な方向から圧下することにより、ジャーナル相当部ＪＡの断面積を減少させて、ジャーナル相当部ＪＡを扁平状に成形する。第１予備成形工程では、ビレット１１に含まれる全てのジャーナル相当部ＪＡが同様に加工される。第１予備成形工程後の荒地１２において、ジャーナル相当部ＪＡは、金型２１，２２による圧下方向の寸法が小さく、当該圧下方向と垂直な方向の寸法が大きい横断面を有する。荒地１２において、ジャーナル相当部ＪＡの横断面の形状は、例えば、楕円状又は長円状である。

図６Ａ及び図６Ｂは、それぞれ、図４ＡのＶＩＡ－ＶＩＡ断面図及び図４ＢのＶＩＢ－ＶＩＢ断面図である。図６Ａ及び図６Ｂでは、ビレット１１又は荒地１２のうち、ピンＰに相当する部位の横断面を示す。ピンＰに相当する部位とは、各素材が最終的にクランク軸１０に成形されたとき、ピンＰとなる部位である。以下、各素材においてピンＰに相当する各部位をピン相当部ＰＡという。

図６Ａを参照して、ビレット１１のピン相当部ＰＡは、第１予備成形工程に際し、金型２１に設けられたピン加工部２１ｂ、及び金型２２に設けられたピン加工部２２ｂに対応する位置に配置される。金型２１のピン加工部２１ｂは、ビレット１１のピン相当部ＰＡを収容可能な凹状を有する。金型２２のピン加工部２２ｂは、金型２１のピン加工部２１ｂに対向し、ピン加工部２１ｂよりも浅い凹状を有する。ピン加工部２２ｂは、金型２２に設けられた突出部の先端面に形成されている。ただし、本実施形態とは逆に、金型２２のピン加工部２２ｂが横断面視でビレット１１を収容可能な凹状を有し、金型２１に、浅凹状のピン加工部２１ｂを有する突出部が形成されていてもよい。

図６Ａに示すように、金型２１を金型２２に向かって下降させることにより、ピン相当部ＰＡが金型２１のピン加工部２１ｂ内に収容される。図６Ｂに示すように、金型２１をさらに下降させることにより、金型２１，２２のピン加工部２１ｂ，２２ｂでピン相当部ＰＡが圧下される。金型２１を下降させる過程で、金型２１のピン加工部２１ｂ内に金型２２のピン加工部２２ｂが進入し、金型２１のピン加工部２１ｂの開口が金型２２のピン加工部２２ｂで塞がれて閉断面が形成される。これにより、第１予備成形工程において、ピン相当部ＰＡを圧下した際にバリが発生するのを抑制することができ、材料歩留りを向上させることができる。

第１予備成形工程では、金型２１，２２を用い、ピン相当部ＰＡをビレット１１の軸方向と垂直な方向から圧下することにより、ピン相当部ＰＡの断面積を減少させて、ピン相当部ＰＡを扁平状に成形する。第１予備成形工程では、ビレット１１に含まれる全てのピン相当部ＰＡが同様に加工される。第１予備成形工程後の荒地１２において、ピン相当部ＰＡは、金型２１，２２による圧下方向の寸法が小さく、当該圧下方向と垂直な方向の寸法が大きい横断面を有する。荒地１２において、ピン相当部ＰＡの横断面の形状は、例えば、楕円状又は長円状である。ピン相当部ＰＡの横断面は、ジャーナル相当部ＪＡの横断面と同一の形状又は寸法を有していてもよいし、異なる形状又は寸法を有していてもよい。

図７Ａ及び図７Ｂは、それぞれ、図４ＡのＶＩＩＡ－ＶＩＩＡ断面図及び図４ＢのＶＩＩＢ－ＶＩＩＢ断面図である。図７Ａ及び図７Ｂでは、ビレット１１又は荒地１２のうち、クランクウェブＣｗに相当する部位の横断面を示す。クランクウェブＣｗに相当する部位とは、各素材が最終的にクランク軸１０に成形されたとき、クランクウェブＣｗとなる部位である。以下、各素材においてクランクウェブＣｗに相当する各部位をウェブ相当部ＣＡという。

図７Ａを参照して、ビレット１１のウェブ相当部ＣＡは、第１予備成形工程に際し、金型２１に設けられたウェブ加工部２１ｃ、及び金型２２に設けられたウェブ加工部２２ｃに対応する位置に配置される。

一方の金型２１におけるウェブ加工部２１ｃは、アーム加工部２１１ｃと、ウエイト加工部２１２ｃとを含む。アーム加工部２１１ｃは、ビレット１１のうち、クランクウェブＣｗの一部であるアームＡに相当する部位（アーム相当部）ＡＡを加工する部分である。ウエイト加工部２１２ｃは、ビレット１１のうち、アームＡに一体的に設けられるカウンターウエイトＷに相当する部位（ウエイト相当部）ＷＡを加工する部分である。アーム加工部２１１ｃ及びウエイト加工部２１２ｃは、それぞれ凹状を有する。アーム加工部２１１ｃ及びウエイト加工部２１２ｃの各々は、例えば、金型２１の下面に形成された凹曲面である。ただし、ウエイト加工部２１２ｃは、アーム加工部２１１ｃよりも深い。

他方の金型２２におけるウェブ加工部２２ｃは、アーム加工部２２１ｃと、ウエイト加工部２２２ｃとを含む。アーム加工部２２１ｃは、金型２１のアーム加工部２１１ｃとともに、ビレット１１のアーム相当部ＡＡを加工する部分である。ウエイト加工部２２２ｃは、金型２１のウエイト加工部２１２ｃとともに、ビレット１１のウエイト相当部ＷＡを加工する部分である。アーム加工部２２１ｃ及びウエイト加工部２２２ｃは、それぞれ凹状を有する。アーム加工部２２１ｃ及びウエイト加工部２２２ｃの各々は、例えば、金型２２の下面に形成された凹曲面である。ただし、ウエイト加工部２２２ｃは、アーム加工部２２１ｃよりも深い。本実施形態の例において、金型２２のウェブ加工部２２ｃは、ジャーナル相当部ＪＡの中心軸Ｘ１を含む水平面に関し、金型２１のウェブ加工部２１ｃと実質的に対称の形状を有している。

図７Ａに示すように、第１予備成形工程の開始時において、ウェブ相当部ＣＡは、金型２２のウェブ加工部２２ｃに載置されている。図７Ｂに示すように、金型２１を金型２２に向かって下降させることにより、金型２１のウェブ加工部２１ｃと金型２２のウェブ加工部２２ｃとの間でウェブ相当部ＣＡが圧下される。ウェブ加工部２１ｃ，２２ｃによる圧下方向は、クランクウェブＣｗの幅方向と概略一致している。

第１予備成形工程では、金型２１，２２での圧下により、金型２１，２２の圧下方向におけるアーム相当部ＡＡの長さ（幅）Ｌａがウエイト相当部ＷＡの長さ（幅）Ｌｗよりも短くなる。より具体的には、アーム相当部ＡＡは、浅凹状のアーム加工部２１１ｃ，２２１ｃで圧下されてその断面積が減少する。アーム相当部ＡＡは、アーム加工部２１１ｃ，２２１ｃに沿って成形される。アーム相当部ＡＡの断面積の減少に伴い、アーム相当部ＡＡ側から深凹状のウエイト加工部２１２ｃ，２２２ｃへと材料が流動する。また、ウェブ相当部ＣＡに隣接するジャーナル相当部ＪＡ及びピン相当部ＰＡの断面積が減少することに伴い、ジャーナル相当部ＪＡ及びピン相当部ＰＡからウエイト加工部２１２ｃ，２２２ｃへと材料が流入する。これにより、アーム相当部ＡＡの体積と比較し、ウエイト相当部ＷＡの体積が大きくなる。ウエイト相当部ＷＡは、ウエイト加工部２１２ｃ，２２２ｃに沿って成形される。

第１予備成形工程において、ビレット１１に含まれる全てのウェブ相当部ＣＡは、同様に加工される。ただし、クランクウェブＣｗ１，ＣＷ２，Ｃｗ７，Ｃｗ８に相当する部位と、クランクウェブＣｗ３～Ｃｗ６に相当する部位とでは、１８０°反転した加工が行われる。

（第２予備成形工程）
図８Ａ～図８Ｃは、第２予備成形工程を説明するための模式図である。図８Ａを参照して、第２予備成形工程では、一対の金型３１，３２を用い、第１予備成形工程で得られた荒地１２の各ジャーナル相当部ＪＡを圧下する。また、第２予備成形工程では、複数の偏心型４１，４２を用い、荒地１２の各ピン相当部ＰＡの偏心を実施する。

金型３１，３２は、プレス装置に取り付けることができる。本実施形態の例では、金型３１が上型であり、金型３２が金型３１とともに用いられる下型である。複数の偏心型４１は、荒地１２のうち、第１ピンＰ１に相当する部位（第１ピン相当部）ＰＡ１、及び第４ピンＰ４に相当する部位（第４ピン相当部）ＰＡ４を偏心させるための部材である。偏心型４１の各々は、金型３１から独立して昇降できるように構成されている。複数の偏心型４２は、荒地１２のうち、第２ピンＰ２に相当する部位（第２ピン相当部）ＰＡ２、及び第３ピンＰ３に相当する部位（第３ピン相当部）ＰＡ３を偏心させるための部材である。偏心型４２の各々は、金型３２から独立して昇降できるように構成されている。

本実施形態の例において、各偏心型４１，４２は、緩衝機能を有するダイクッション５１により、金型３１，３２と独立して昇降するように制御される。金型３１，３２は、それぞれ、ダイクッション５１を介してボルスタベース５２に支持される。偏心型４１，４２は、それぞれ、ピンベース５３を介してボルスタベース５２に支持されている。

図８Ａに示すように、第２予備成形工程を開始する際には、金型３１を上昇させて金型３２から離間させた状態で、荒地１２を金型３１と金型３２との間に配置する。荒地１２は、下型である金型３２上に載置される。初期状態では、各偏心型４１の下端は、金型３１の圧下面以上の高さに配置されており、当該圧下面から下方に突出していない。また、各偏心型４２は、金型３２の圧下面以下の高さに配置されており、当該圧下面から上方に突出していない。そのため、荒地１２を金型３２上に載置したとき、荒地１２の姿勢が実質的に水平に保たれる。

荒地１２は、第１予備成形工程の終了時における状態から軸回りに９０°回転した姿勢で金型３１と金型３２との間に配置される。これにより、金型３１，３２による圧下方向は、第１予備成形工程における圧下方向、及び荒地１２の軸方向の双方と実質的に垂直な方向になる。

図８Ｂを参照して、金型３１を下降させることにより、金型３１，３２で荒地１２を圧下する。金型３１，３２による圧下が開始された後、偏心型４１，４２による偏心が行われる。例えば、ダイクッション５１の設定により、金型３１，３２が荒地１２に当接した後で、偏心型４１，４２を荒地１２に当接させることができる。すなわち、金型３１，３２が荒地１２の圧下を開始すると、各ダイクッション５１の緩衝機能により、各偏心型４１が金型３１から突出し始め、また、各偏心型４２が金型３２から突出し始める。

このように、金型３１，３２による圧下を開始した後に偏心型４１，４２による偏心を開始することにより、荒地１２を金型３１，３２で拘束した状態で偏心を実施することができる。そのため、偏心の実施中における荒地１２の移動を抑制することができ、各偏心型４１，４２が荒地１２の不適切な部位、すなわちピン相当部ＰＡ～ＰＡ４以外の部位を圧下するのを防止することができる。その結果、第２予備成形工程において欠肉等が発生するのを抑制することができる。また、金型３１，３２による圧下が開始される前に、偏心型４２を支点、偏心型４１を力点とする曲げモーメントが荒地１２に発生することがなく、当該曲げモーメントに起因する荒地１２の湾曲が生じない。よって、金型３１，３２により、荒地１２のうちピン相当部ＰＡ～ＰＡ４以外の部位を実質的に均等に圧下することができる。偏心型４１，４２による偏心は、金型３１，３２による圧下を開始した後、金型３１が下死点に到達するまでの間に開始されてもよいし、金型３１が下死点に到達した後で開始されてもよい。

図８Ｃを参照して、各偏心型４１が金型３１から所定量突出することにより、荒地１２のうち、第１ピン相当部ＰＡ１及び第４ピン相当部ＰＡ４の偏心が完了する。また、各偏心型４２が金型３２から所定量突出することにより、荒地１２のうち、第２ピン相当部ＰＡ２及び第３ピン相当部ＰＡ３の偏心が完了する。第２予備成形工程では、ピン相当部ＰＡ１，ＰＡ４とピン相当部ＰＡ２，ＰＡ３とを、互いに反対方向に偏心させる。各偏心型４１，４２による偏心方向は、金型３１，３２による圧下方向と実質的に平行である。

例えば、第２予備成形工程におけるピン相当部ＰＡ１～ＰＡ４の偏心量は、それぞれピンＰ１～Ｐ４の仕上げ寸法の偏心量の６０％以下である。また、例えば、第２予備成形工程におけるピン相当部ＰＡ１～ＰＡ４の偏心量は、それぞれピンＰ１～Ｐ４の仕上げ寸法の偏心量の２０％以上である。第２予備成形工程におけるピン相当部ＰＡ１～ＰＡ４の偏心量は、それぞれピンＰ１～Ｐ４の仕上げ寸法の４０％以下であることが好ましい。最も好ましくは、第２予備成形工程におけるピン相当部ＰＡ１～ＰＡ４の偏心量は、それぞれピンＰ１～Ｐ４の仕上げ寸法の実質４０％である。

金型３１，３２による圧下及び偏心型４１，４２による偏心により、荒地１２から荒地１３が成形される。荒地１３は、金型３１，３２から取り出され、続く第３予備成形工程に供される。

図９Ａ及び図９Ｂは、それぞれ、図８ＡのＩＸＡ－ＩＸＡ断面図及び図８ＣのＩＸＢ－ＩＸＢ断面図である。図９Ａ及び図９Ｂでは、荒地１２又は荒地１３のジャーナル相当部ＪＡの横断面を示す。

図９Ａを参照して、荒地１２のジャーナル相当部ＪＡは、第２予備成形工程の開始に際し、金型３１に設けられたジャーナル加工部３１ａ、及び金型３２に設けられたジャーナル加工部３２ａに対応する位置に配置される。金型３１のジャーナル加工部３１ａは、荒地１２のジャーナル相当部ＪＡを収容可能な凹状を有する。金型３２のジャーナル加工部３２ａは、金型３１のジャーナル加工部３１ａに対向し、ジャーナル加工部３１ａよりも浅い凹状を有する。ジャーナル加工部３２ａは、金型３２に設けられた突出部の先端面に形成されている。ただし、本実施形態とは逆に、金型３２のジャーナル加工部３２ａが横断面視で荒地１２を収容可能な凹状を有し、金型３１に、浅凹状のジャーナル加工部３１ａを有する突出部が形成されていてもよい。

図９Ａに示すように、第２予備成形工程の開始時において、ジャーナル相当部ＪＡは、横断面視でその長軸方向（楕円状の場合は長径方向）が金型３１，３２の圧下方向となるように、ジャーナル加工部３１ａ，３２ａの間に配置されている。図９Ｂに示すように、第２予備成形工程では、金型３１を金型３２に向かって下降させることにより、ジャーナル加工部３１ａ，３２ａでジャーナル相当部ＪＡを圧下し、扁平状のジャーナル相当部ＪＡの断面積を減少させる。

金型３１が下降する過程で、金型３１のジャーナル加工部３１ａ内に金型３２のジャーナル加工部３２ａが進入し、金型３１のジャーナル加工部３１ａの開口が金型３２のジャーナル加工部３２ａで塞がれて閉断面が形成される。これにより、第２予備成形工程において、ジャーナル相当部ＪＡを圧下した際にバリが発生するのを抑制することができ、材料歩留りを向上させることができる。第２予備成形工程では、荒地１２に含まれる全てのジャーナル相当部ＪＡが同様に加工される。

図１０Ａ及び図１０Ｂは、それぞれ、図８ＡのＸＡ－ＸＡ断面図及び図８ＣのＸＢ－ＸＢ断面図である。図１０Ａ及び図１０Ｂでは、荒地１２又は荒地１３のうち、第４ピン相当部ＰＡ４の横断面を示す。

図１０Ａを参照して、荒地１２の第４ピン相当部ＰＡ４は、第２予備成形工程に際し、偏心型４１に設けられたピン加工部４１ｂ、及び金型３２に設けられたピン加工部３２ｂに対応する位置に配置される。偏心型４１のピン加工部４１ｂ及び金型３２のピン加工部３２ｂは、それぞれ凹状を有し、互いに対向する。第２予備成形工程において、扁平状の第４ピン相当部ＰＡ４は、横断面視でその長軸方向（楕円状の場合は長径方向）が偏心型４１による偏心方向となるように、偏心型４１のピン加工部４１ｂと金型３２のピン加工部３２ｂとの間に配置される。

図１０Ａ及び図１０Ｂに示すように、金型３１，３２による圧下が開始された後、偏心型４１による偏心が開始される。偏心型４１は、第４ピン相当部ＰＡ４に向かって下降する。偏心型４１の下降に伴い、第４ピン相当部ＰＡ４がピン加工部４１ｂによって圧下され、下方に偏心する。第２予備成形工程において、荒地１２の第１ピン相当部ＰＡ１は、対応する偏心型４１により、第４ピン相当部ＰＡ４と同様に加工される。

第２予備成形工程において、荒地１２の第２ピン相当部ＰＡ２及び第３ピン相当部ＰＡ３は、それぞれ対応する偏心型４２により、第１ピン相当部ＰＡ１及び第４ピン相当部ＰＡ４と反対方向に偏心させられる。各偏心型４２は、金型３１，３２による圧下が開始された後、第２ピン相当部ＰＡ２又は第３ピン相当部ＰＡ３に向かって上昇し、当該部位を上方に偏心させる。図示を省略するが、各偏心型４２、及び金型３１のうち当該偏心型４２に対応する部分は、偏心型４１及び金型３２のピン加工部３２ｂ（図１０Ａ及び図１０Ｂ）と上下反転した構成を有する。

図１１Ａ及び図１１Ｂは、それぞれ、図８ＡのＸＩＡ－ＸＩＡ断面図及び図８ＣのＸＩＢ－ＸＩＢ断面図である。図１１Ａ及び図１１Ｂでは、荒地１２又は荒地１３のウェブ相当部ＣＡの横断面を示す。金型３１，３２によるウェブ相当部ＣＡの圧下方向は、クランクウェブＣｗの長手方向と概略一致している。

図１１Ａ及び図１１Ｂでは、荒地１２又は荒地１３に含まれる複数のウェブ相当部ＣＡのうち、第７クランクウェブＣｗ７に相当する部位（第７ウェブ相当部）ＣＡ７を例示する。図１１Ａを参照して、荒地１２の第７ウェブ相当部ＣＡ７は、第２予備成形工程に際し、金型３１，３２の一方に設けられたウェブ加工部内に配置される。図１１Ａ及び図１１Ｂに示す例では、下型である金型３２にウェブ加工部３２ｃが設けられている。

図１１Ａに示すように、ウェブ加工部３２ｃは凹状を有する。ウェブ加工部３２ｃは、カウンターウエイトＷ付きの第７アームＡ７に対応する形状に形成されている。ウェブ加工部３２ｃは、第７アームＡ７に対応するアーム加工部３２１ｃと、カウンターウエイトＷに対応するウエイト加工部３２２ｃとを有する。ウエイト加工部３２２ｃは、アーム加工部３２１ｃの上方に配置されている。金型３２の横断面視で、ウエイト加工部３２２ｃの幅は、アーム加工部３２１ｃの幅よりも大きい。ウエイト加工部３２２ｃの幅は、ウェブ加工部３２ｃの底面から遠ざかるにつれて大きくなる。例えば、ウエイト加工部３２２ｃの両側面は、上方に向かうにしたがって互いに離間する傾斜面である。アーム加工部３２１ｃの両側面は、金型３１，３２による圧下方向と実質的に平行である。ただし、アーム加工部３２１ｃ及びウエイト加工部３２２ｃの形状は、本実施形態における例に限定されるものではない。ウェブ加工部３２ｃの底面は、金型３２の横断面視で、例えば円弧状を有する。ウェブ加工部３２ｃの底面の高さは、例えば、偏心後の第４ピン相当部ＰＡ４（図１０Ｂ）の下端の高さと実質的に等しい。

図１１Ａに示すように、第２予備成形工程では、ウェブ加工部３２ｃ内に荒地１２の第７ウェブ相当部ＣＡ７を配置し、金型３１を金型３２に向かって下降させる。図１１Ｂに示すように、金型３１が下死点に到達したとき、金型３１でウェブ加工部３２ｃが閉じられて空間Ｓが形成される。この空間Ｓ内には、第７ウェブ相当部ＣＡ７に隣接するジャーナル相当部ＪＡ及び第４ピン相当部ＰＡ４の断面積が減少することに伴い、ジャーナル相当部ＪＡ及び第４ピン相当部ＰＡ４から材料が流入する。ただし、第２予備成形工程の間、第７ウェブ相当部ＣＡ７は、第１予備成形工程での金型２１，２２の圧下方向における第７アームに相当する部位の長さ（幅）Ｂａａが、カウンターウエイトＷに相当する部位の長さ（幅）Ｂｗａよりも短い状態に維持されるように、金型３１，３２に支持される。

具体的には、空間Ｓ内では、主として幅広のウエイト加工部３２２ｃ側に材料が流動する。一方、幅狭のアーム加工部３２１ｃ側にも若干の材料が流動し、アーム加工部３２１ｃ内に材料が充填される。これにより、第７ウェブ相当部ＣＡ７では、カウンターウエイトＷに相当する部位の体積が大きく、第７アームＡ７に相当する部位の体積が小さくなるような材料の体積配分が進行する。図１１Ｂに示すように、第２予備成形工程後も、第７アームＡ７に相当する部位の幅Ｂａａは、カウンターウエイトＷに相当する部位の幅Ｂｗａよりも短いままである。

荒地１２のうち、クランクウェブＣｗ１，ＣＷ２，Ｃｗ８に相当する部位は、第７ウェブ相当部ＣＡ７と同様に加工される。荒地１２のうち、クランクウェブＣｗ３～Ｃｗ６に相当する部位には、第７ウェブ相当部ＣＡ７と上下反転した加工が施される。

（第３予備成形工程）
図１２Ａ～図１２Ｃは、第３予備成形工程を説明するための模式図である。図１３Ａ及び図１３Ｂは、それぞれ、図１２Ａ及び図１２Ｂを水平面で切断したときの断面を模式的に示す図である。図１２Ａ～図１２Ｃに示すように、第３予備成形工程では、金型６０を用い、第２予備成形工程で得られた荒地１３のうち、各ウェブ相当部ＣＡを荒地１３の軸方向から圧下することにより、当該部位の厚みを減少させる。また、第３予備成形工程では、金型６０を用い、荒地１３の各ピン相当部ＰＡを、水平方向であって荒地１３の軸方向と実質的に垂直な方向に偏心させる。

金型６０は、プレス装置に取り付けることができる。図１４及び図１５は、金型６０が取り付けられるプレス装置８０の例を示す模式図である。図１４は、荒地１３の中心軸を含む鉛直平面でプレス装置８０を切断したときの断面図（縦断面図）であり、図１５は、荒地１３の中心軸に垂直な平面でプレス装置８０を切断したときの断面図（横断面図）である。まず、図１４及び図１５を参照して、第３予備成形工程で用いられるプレス装置８０の構成を説明する。

図１４に示すように、プレス装置８０は、プレート８１と、ボルスタベース８２と、ダイクッションシリンダ８３と、ダイクッションベース８４と、油圧シリンダ８５と、楔８６とを備える。プレート８１は、上側プレート８１１と、下側プレート８１２とを含む。ボルスタベース８２は、上側ボルスタベース８２１と、下側ボルスタベース８２２とを含む。

上側プレート８１１は、上側ボルスタベース８２１を支持している。ダイクッションベース８４は、ダイクッションシリンダ８３を介し、上側ボルスタベース８２１に支持されている。上側プレート８１１は、ラム（図示略）の作動に伴って上下動する。上側プレート８１１の上下動に伴い、上側ボルスタベース８２１及びダイクッションベース８４が上下動する。下側ボルスタベース８２２は、下側プレート８１２上に配置されている。

金型６０は、上型６１と、下型６２とを含む。上型６１は、ダイクッションベース８４によって支持されている。上型６１は、ダイクッションベース８４の上下動に伴い、上下方向に移動する。下型６２は、下側ボルスタベース８２２上に配置されている。

上型６１は、保持型６１１と、複数の偏心型６１２とを含む。下型６２は、保持型６２１と、複数の偏心型６２２とを含む。

保持型６１１，６２１は、主として、荒地１３のうちジャーナルＪに相当する部位を保持するために用いられる。保持型６１１は、固定保持型６１１ａと、２つの可動保持型６１１ｂと、フロント側保持型６１１ｃと、フランジ側保持型６１１ｄとを含む。荒地１３の軸方向において、固定保持型６１１ａと一方の可動保持型６１１ｂとの間、及び固定保持型６１１ａと他方の可動保持型６１１ｂとの間には、それぞれ偏心型６１２が配置されている。また、一方の可動保持型６１１ｂとフロント側保持型６１１ｃとの間、及び他方の可動保持型６１１ｂとフランジ側保持型６１１ｄとの間にも、それぞれ偏心型６１２が配置されている。固定保持型６１１ａは、荒地１３の軸方向に移動不能となっている。可動保持型６１１ｂ、フロント側保持型６１１ｃ、フランジ側保持型６１１ｄ、及び偏心型６１２は、荒地１３の軸方向に移動可能である。

保持型６２１は、固定保持型６２１ａと、２つの可動保持型６２１ｂと、フロント側保持型６２１ｃと、フランジ側保持型６２１ｄとを含む。固定保持型６２１ａ、可動保持型６２１ｂ、フロント側保持型６２１ｃ、及びフランジ側保持型６２１ｄは、それぞれ、上型６１側の固定保持型６１１ａ、可動保持型６１１ｂ、フロント側保持型６１１ｃ、及びフランジ側保持型６１１ｄに対向して設けられている。また、上型６１側の偏心型６１２のそれぞれに対向して、偏心型６２２が設けられている。固定保持型６２１ａは、荒地１３の軸方向に移動不能となっている。可動保持型６２１ｂ、フロント側保持型６２１ｃ、フランジ側保持型６２１ｄ、及び偏心型６２２は、荒地１３の軸方向に移動可能である。

荒地１３の軸方向において金型６０の両側には、油圧シリンダ８５が設けられている。各油圧シリンダ８５は、荒地１３の軸方向に伸縮可能となっている。この油圧シリンダ８５が伸長することにより、可動保持型６１１ｂ，６２１ｂ、フロント側保持型６１１ｃ，６２１ｃ、フランジ側保持型６１１ｄ，６２１ｄ、及び偏心型６１２，６２２がそれぞれ移動し、固定保持型６１１ａ，６２１ａに接近する。

楔８６は、水平方向であって荒地１３の軸方向と垂直な方向に偏心型６１２，６２２を移動させるために用いられる。楔８６は、水平方向であって荒地１３の軸方向と垂直な方向において、荒地１３の両側に設けられる。図１５に示すように、楔８６の各々は、プレス装置８０において、上側ボルスタベース８２１に支持されている。ただし、楔８６は、ダイクッションベース８４を貫通するように設けられている。そのため、楔８６は、ダイクッションベース８４とは独立して移動する。すなわち、ダイクッションベース８４を支持するダイクッションシリンダ８３の伸縮により、ダイクッションベース８４に対して相対的に楔８６を上下動させることができる。各楔８６は、傾斜面８６１を有する。

偏心型６１２，６２２の一端部は、それぞれ、楔受け部材８７１，８７２に接触している。楔受け部材８７１，８７２は、楔８６の傾斜面８６１に対応して、それぞれ傾斜面８７１ａ，８７２ａを有する。傾斜面８７１ａ，８７２ａは、楔受け部材８７１，８７２において偏心型６１２，６２２と反対側の表面に設けられている。楔８６の傾斜面８６１が楔受け部材８７１，８７２の傾斜面８７１ａ，８７２ａ上を摺動することにより、楔受け部材８７１，８７２及び各偏心型６１２，６２２が偏心方向に沿って移動する。

図１２Ａ～図１２Ｃに戻り、このように構成された金型６０及びプレス装置８０を用いて行われる第３予備成形工程について説明する。図１２Ａ～図１２Ｃでは、プレス装置８０の構成部品又は関連部品を鉛直平面に沿って切断した断面で示す。図１２Ａ～図１２Ｃでは、プレス装置８０の構成部品の一部を省略している。

図１２Ａを参照して、第３予備成形工程を開始する際には、ダイクッションベース８４とともに上型６１を上昇させ、下型６２から離間させた状態で、第２予備成形工程で得られた荒地１３を上型６１と下型６２との間に配置する。荒地１３は、下型６２上に載置される。この段階では、固定保持型６１１ａ，６２１ａ、可動保持型６１１ｂ，６２１ｂ、フロント側保持型６１１ｃ，６２１ｃ、フランジ側保持型６１１ｄ，６２１ｄ、及び偏心型６１２，６２２は、荒地１３の軸方向に互いに間隔を空けて配置されている。

次に、ダイクッションベース８４とともに上型６１を下降させ、保持型６１１，６２１により、荒地１３のうちジャーナルＪに相当する各部位を鉛直方向から挟んで保持する。図１２Ｂに示すように、荒地１３のうち、第３ジャーナルＪ３に相当する部位（第３ジャーナル相当部）ＪＡ３は、固定保持型６１１ａ，６２１ａによって保持される。荒地１３のうち、第２ジャーナルＪ２に相当する部位（第２ジャーナル相当部）ＪＡ２は、一方の可動保持型６１１ｂ，６２１ｂによって保持される。荒地１３のうち、第４ジャーナルＪ４に相当する部位（第４ジャーナル相当部）ＪＡ４は、他方の可動保持型６１１ｂ，６２１ｂによって保持される。荒地１３のうち、第１ジャーナルＪ１に相当する部位（第１ジャーナル相当部）ＪＡ１は、フロント側保持型６１１ｃ，６２１ｃによって保持される。荒地１３のうち、第５ジャーナルＪ５に相当する部位（第５ジャーナル相当部）ＪＡ５は、フランジ側保持型６１１ｄ，６２１ｄによって保持される。

この状態で、図１２Ｃに示すように、荒地１３の各ウェブ相当部ＣＡを軸方向から圧下する。すなわち、各油圧シリンダ８５（図１４）を駆動して伸長させることにより、フロント側保持型６１１ｃ，６２１ｃと、フランジ側保持型６１１ｄ，６２１ｄとが互いに接近するように、これらを荒地１３の軸方向に移動させる。フロント側保持型６１１ｃ，６２１ｃ及びフランジ側保持型６１１ｄ，６２１ｄの移動に伴い、可動保持型６１１ｂ，６２１ｂ及び偏心型６１２，６２２も荒地１３の軸方向に移動する。フロント側保持型６１１ｃ，６２１ｃ、フランジ側保持型６１１ｄ，６２１ｄ、可動保持型６１１ｂ，６２１ｂ、及び偏心型６１２，６２２は、隣接する型同士が互いに当接するまで移動する。これにより、荒地１３のうち、各ウェブ相当部ＣＡの厚みが減少する。各ウェブ相当部ＣＡの厚みは、例えば、クランクウェブＣｗの仕上げ寸法の厚みまで小さくなる。

また、図１３Ａ及び図１３Ｂに示すように、保持型６１１，６２１によって荒地１３のジャーナル相当部ＪＡ１～ＪＡ４が保持された状態で、ピン相当部ＰＡ１～ＰＡ４の偏心が行われる。図１３Ａ及び図１３Ｂでは、プレス装置８０の構成部品又は関連部品を金型６０の型割面に沿って切断した断面で示す。図１３Ａ及び図１３Ｂでは、プレス装置８０の構成部品の一部を省略している。

荒地１３のジャーナル相当部ＪＡ１～ＪＡ４を保持型６１１，６２１が保持した状態で、上側プレート８１１を下降させることにより、ダイクッションシリンダ８３が縮み、ダイクッションベース８４に対して楔８６が下降する（図１５）。これに伴い、図１３Ａ及び図１３Ｂに示すように、下型６２側の楔受け部材８７２が対応するピン相当部ＰＡ１～ＰＡ４の偏心方向に移動する。上型６１側の楔受け部材８７１も、対応するピン相当部ＰＡ１～ＰＡ４の偏心方向に移動する。このときの偏心方向は、保持型６１１，６２１による荒地１３の保持方向、及び荒地１３の軸方向の双方と実質的に垂直な方向である。

楔受け部材８７１，８７２の移動に伴い、偏心型６１２，６２２が偏心方向に移動する。偏心型６１２，６２２の各々は、荒地１３のうち、対応するピン相当部ＰＡ１～ＰＡ４のを水平方向に偏心させる。第３予備成形工程において、荒地１３のうち、第１ピン相当部ＰＡ１及び第４ピン相当部ＰＡ４は、第２ピン相当部ＰＡ２及び第３ピン相当部ＰＡ３と反対方向に偏心する。

偏心型６１２，６２２による偏心の完了時点で、各ピン相当部ＰＡ１～ＰＡ４の偏心量は、少なくともピンＰの仕上げ寸法の偏心量の６０％であることが好ましい。最も好ましくは、偏心の完了時点で、各ピン相当部ＰＡ１～ＰＡ４の偏心量がピンＰの仕上げ寸法の偏心量の１００％である。偏心型６１２，６２２による偏心は、保持型６１１，６２１及び偏心型６１２，６２２による軸方向の圧下が完了するよりも前に完了してもよいし、軸方向の圧下が完了した後に完了してもよい。

第３予備成形工程では、荒地１３のうち、ウェブ相当部ＣＡの圧下も行われる。図１６Ａ及び図１６Ｂは、ウェブ相当部ＣＡの横断面図であり、それぞれ第３予備成形工程での成形前後の断面形状を示す。

図１６Ａに示すように、金型６０のうちウェブ相当部ＣＡに対向する部分には、クランクウェブＣｗの仕上げ形状に相当する形状が型彫りされている。例えば、上型６１のうちウェブ相当部ＣＡに対向する部分は、アーム加工部６１３と、ウエイト加工部６１４とを有している。下型６２のうちウェブ相当部ＣＡに対向する部分は、アーム加工部６２３と、ウエイト加工部６２４とを有している。

アーム加工部６１３，６２３は、ウェブ相当部ＣＡのうち、アームＡに相当する部位を加工する部分である。ウエイト加工部６１４，６２４は、ウェブ相当部ＣＡのうち、カウンターウエイトＷに相当する部位を加工する部分である。アーム加工部６１３，６２３及びウエイト加工部６１４，６２４は、それぞれ凹状を有している。ただし、アーム加工部６１３，６２３よりもウエイト加工部６１４，６２４の方が若干深い。アーム加工部６１３，６２３とウエイト加工部６１４，６２４との境界には、クランクウェブＣｗの括れ部に対応して、荒地１３側に突出する部分が形成されている。

図１６Ａ及び図１６Ｂに示すように、第３予備成形工程において、ウェブ相当部ＣＡは、アーム加工部６１３，６２３及びウエイト加工部６１４，６２４によって成形される。ウェブ相当部ＣＡは、アーム加工部６１３，６２３及びウエイト加工部６１４，６２４でその外周を拘束されながら、例えば、クランクウェブＣｗの仕上げ形状に相当する形状に成形される。クランクウェブＣｗの仕上げ形状に相当する形状とは、クランクウェブＣｗの仕上げ形状と同一又は類似の形状である。

金型６０による加工により、荒地１３から荒地１４が成形される。第３予備成形工程の完了後、荒地１４が金型６０から取り出される。荒地１４は、型鍛造工程に供される。すなわち、荒地１４に対して荒打ち及び仕上げ打ちを行ってバリ付きの鍛造材を得る。続いて、この鍛造材に対してバリ抜き工程を実施する。その後、必要に応じて整形工程を実施することで、最終製品としてのクランク軸１０（図１）が製造される。

［効果］
図１７は、４気筒エンジンや８気筒エンジン等に搭載されるクランク軸の粗鍛造材又は仕上げ鍛造材２０を模式的に示す図である。図１７に示すように、型鍛造工程で得られる鍛造材２０において、クランクウェブＣｗの長手方向の体積配分は、アームＡ側の体積が少なく、カウンターウエイトＷ側の体積が多いものとなっている。すなわち、鍛造材２０のクランクウェブＣｗでは、アームＡの幅が大きく、カウンターウエイトＷの幅が小さい。鍛造材２０のクランクウェブＣｗは、最終的なクランク軸１０におけるクランクウェブＣｗの仕上げ形状と概略合致した形状を有する。

本実施形態に係る製造方法では、このような鍛造材２０におけるクランクウェブＣｗの長手方向の体積配分を考慮し、型鍛造工程の前工程である予備成形工程を実施する。すなわち、出発素材としてのビレット１１から荒地１２を得る第１予備成形工程において、ビレット１１のうちクランクウェブＣｗに相当する各部位を圧下する。ビレット１１のうちクランクウェブＣｗに相当する各部位（ウェブ相当部）ＣＡは、金型２１，２２の圧下方向における長さがアームＡに相当する部位（アーム相当部）ＡＡで小さく、カウンターウエイトＷに相当する部位（ウエイト相当部）ＷＡで大きくなるように圧下される。すなわち、第１予備成形工程の段階で、ビレット１１の各ウェブ相当部ＣＡにおいて、鍛造材２０のクランクウェブＣｗに合わせた体積配分が行われる。

さらに、第１予備成形工程では、ビレット１１のうち、ジャーナルＪに相当する部位（ジャーナル相当部）ＪＡ及びピンＰに相当する部位（ピン相当部）ＰＡが金型２１，２２によって圧下され、当該部位が扁平状に成形される。これにより、ジャーナル相当部ＪＡ及びピン相当部ＰＡからウェブ相当部ＣＡへと余剰材料が流入する。よって、ジャーナル相当部ＪＡ、ピン相当部ＰＡ、及びウェブ相当部ＣＡの間で軸方向の体積配分も行われる。

第１予備成形工程に続く第２予備成形工程では、一対の金型３１，３２により、第１予備成形工程で得られた荒地１２のうち、各ジャーナル相当部ＪＡが圧下される。また、偏心型４１，４２により、荒地１２の各ピン相当部ＰＡが偏心させられる。第２予備成形工程では、各ウェブ相当部ＣＡについて、第１予備成形工程で行った体積配分が維持される。すなわち、第２予備成形工程の完了後も、荒地１３のうちウェブ相当部ＣＡにおいて、アーム相当部ＡＡの幅Ｂａａがウエイト相当部ＷＡの幅Ｂｗａよりも短い状態に維持される。

第２予備成形工程では、各ジャーナル相当部ＪＡの圧下、及び各ピン相当部ＰＡの偏心に伴い、ジャーナル相当部ＪＡ及びピン相当部ＰＡから各ウェブ相当部ＣＡへと余剰材料が流入する。そのため、ジャーナル相当部ＪＡ、ピン相当部ＰＡ、及びウェブ相当部ＣＡの間における軸方向の体積配分を進行させることができる。

このように、本実施形態に係る製造方法によれば、予備成形工程の段階で、素材の軸方向の体積配分だけでなく、クランクウェブＣｗの長手方向の体積配分も実施される。よって、予備成形工程においてより精密な体積配分を実現することができる。

第２予備成形工程で使用される金型３１，３２のうち、下型である金型３２は、荒地１２のウェブ相当部ＣＡを収容するウェブ加工部３２ｃを有している。ウェブ加工部３２ｃは、アーム加工部３２１ｃと、アーム加工部３２１ｃと比較して幅広のウエイト加工部３２２ｃとを含んでいる。ウェブ加工部３２ｃではウエイト加工部３２２ｃ側に比較的広い空間が存在するため、ジャーナル相当部ＪＡ及びピン相当部ＰＡからウェブ加工部３２ｃに流入した材料は、主としてウエイト加工部３２２ｃ側に流動する。これにより、第２予備成形工程で成形される荒地１３のうち、ウェブ相当部ＣＡにおいて、ウエイト相当部ＷＡの体積をさらに増加させることができる。よって、ウェブ相当部ＣＡにおいて、ウエイト相当部ＷＡをアーム相当部ＡＡよりも外側に張り出させることができる。その結果、型鍛造工程においてカウンターウエイトＷの欠肉が生じるのを抑制することができる。また、各ウェブ相当部ＣＡの形状を鍛造材２０のクランクウェブＣｗの形状に近づけることができる。

第２予備成形工程では、金型３１，３２による圧下方向と実質的に平行な方向において、ピン相当部ＰＡが隣接するウェブ相当部ＣＡよりも外側に突出しないよう、各ピン相当部ＰＡの偏心量が制限されることが好ましい。例えば、各ピン相当部ＰＡの偏心量は、最終的なクランク軸１０におけるピンＰの仕上げ寸法の偏心量の４０％以下に制限される。これにより、第２予備成形工程において、ピン相当部ＰＡから、ウェブ相当部ＣＡが配置されるウェブ加工部３２ｃ内に材料が流入しやすくなる。よって、第２予備成形工程において、ウェブ相当部ＣＡに材料をより配分することができ、ウェブ相当部ＣＡの形状を整えやすくなる。例えば、ピン相当部ＰＡからウェブ加工部３２ｃ内に流入する材料が増加すると、幅広のウエイト加工部３２２ｃに向かって流動する材料の量も多くなるため、ウエイト相当部ＷＡの張り出しをより促進することができる。よって、各ウェブ相当部ＣＡの形状を鍛造材２０のクランクウェブＣｗの形状により近づけることができる。

本実施形態に係る製造方法では、第１予備成形工程及び第２予備成形工程において材料の体積配分が精密に実施されている。そのため、第３予備成形工程において、保持型６１１，６２１の型割面の間への材料の噛み出しを抑制しつつ、ウェブ相当部ＣＡの外周を拘束して成形を行うことができる。

第３予備成形工程では、金型６０によってウェブ相当部ＣＡの外周を拘束し、このウェブ相当部ＣＡをクランクウェブＣｗの仕上げ形状に相当する形状に形成することができる。例えば、第３予備成形工程において、カウンターウエイトＷの仕上げ形状を反映させた上型６１及び下型６２により、ウェブ相当部ＣＡを成形することができる。また、例えば、図１７に示す鍛造材２０は、アームＡと、このアームＡと一体のカウンターウエイトＷとの境界に括れ部を有する。第３予備成形工程では、この括れ部の形状を上型６１及び下型６２に反映させて、ウェブ相当部ＣＡを成形することができる。あるいは、鍛造材２０においてクランクウェブＣｗのピンＰ側の表面に肉抜き部が存在する場合、第３予備成形工程では、この肉抜き部の形状を上型６１及び下型６２に反映させて、ウェブ相当部ＣＡを成形することもできる。よって、各ウェブ相当部ＣＡの形状を鍛造材２０のクランクウェブＣｗの形状にさらに近づけることができる。

各ウェブ相当部ＣＡの形状を鍛造材２０のクランクウェブＣｗの形状に近づけることにより、型鍛造工程において型鍛造用の金型に荒地１４を配置したとき、荒地１４の姿勢が安定する。これにより、荒地１４を安定して型鍛造することができ、鍛造材２０における疵の発生を抑制することができる。

また、各ウェブ相当部ＣＡの形状をクランクウェブＣｗの形状に予め近づけておくことで、型鍛造工程において発生するバリの量を低減することができ、材料歩留りを向上させることができる。さらに、各ウェブ相当部ＣＡの形状をクランクウェブＣｗの形状に近づけることにより、型鍛造工程における成形精度も向上する。

以上、本開示に係る実施形態について説明したが、本開示は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。

上記実施形態では、第２予備成形工程において、偏心型４１，４２を金型３１，３２と独立して昇降させるため、ダイクッション５１で制御する例について説明した。しかしながら、ダイクッション５１以外の制御機構を利用することもできる。例えば、偏心型４１，４２は、油圧シリンダによって金型３１，３２と独立して昇降させられてもよい。

上記実施形態では、第３予備成形工程において、各ピン相当部ＰＡの偏心を行う例について説明した。ただし、第３予備成形工程では、必ずしも各ピン相当部ＰＡの偏心を行う必要はない。例えば、第３予備成形工程を開始する前の時点で各ピン相当部ＰＡの偏心量がピンＰの仕上げ寸法の偏心量の６０％に到達している場合、第３予備成形工程におけるピン相当部ＰＡの偏心を省略することができる。また、複数のピン相当部ＰＡのうち、一部のピン相当部ＰＡの偏心のみを第３予備成形工程で実施することもできる。

上記実施形態では、４気筒エンジンに搭載されるクランク軸１０を製造する方法について説明した。上記実施形態において製造されるクランク軸１０は、４気筒－８枚カウンターウエイトのクランク軸である。すなわち、上記実施形態では、クランク軸１０に含まれるアームＡのうち、全てのアームＡにカウンターウエイトＷが一体で設けられている。しかしながら、クランク軸１０に含まれるアームＡのうち、一部のアームＡにのみカウンターウエイトＷを一体で設けることもできる。

例えば、第１～第３予備成形工程で使用する各金型の形状をすることにより、図１８に示す４気筒－４枚カウンターウエイトのクランク軸１０Ａを製造することができる。クランク軸１０Ａでは、第１アームＡ１、第４アームＡ４、第５アームＡ５、及び第８アームＡ８にカウンターウエイトＷが一体で設けられている一方、第２アームＡ２、第３アームＡ３、第６アームＡ６、及び第７アームＡ７にはカウンターウエイトＷが設けられていない。このクランク軸１０Ａを製造する場合に使用される各金型の例を図１９～図２１に示す。

図１９は、クランク軸１０Ａの製造に際し、第１予備成形工程で用いる金型２１Ａ，２２Ａを例示する図である。金型２１Ａ，２２Ａは、上記実施形態における金型２１，２２と同様、ビレット１１のうち、カウンターウエイトＷ付きの第１アームＡ１、第４アームＡ４、第５アームＡ５、及び第８アームＡ８に相当する部位を、アームＡ側の幅ＬａがカウンターウエイトＷ側の幅Ｌｗよりも短くなるように圧下する（図７Ａ及び図７Ｂ）。一方、ビレット１１のうち、カウンターウエイトＷのない第２アームＡ２、第３アームＡ３、第６アームＡ６、及び第７アームＡ７に相当する部位について、金型２１Ａ，２２Ａは、ジャーナル相当部ＪＡと同様の加工を行う（図５Ａ及び図５Ｂ）。

図２０は、クランク軸１０Ａの製造に際し、第２予備成形工程で用いる金型３１Ａ，３２Ａを例示する図である。金型２１Ａ，２２Ａは、上記実施形態における金型３１，３２と同様、第１予備成形工程で得られた荒地１２のうち、カウンターウエイトＷ付きの第１アームＡ１、第４アームＡ４、第５アームＡ５、及び第８アームＡ８に相当する部位を、アームＡ側の幅がカウンターウエイトＷ側の幅よりも短い状態を維持するように支持する。すなわち、カウンターウエイトＷ付きの第１アームＡ１、第４アームＡ４、第５アームＡ５、及び第８アームＡ８では、第２予備成形工程後も、アームＡ側の幅ＢａａがカウンターウエイトＷ側の幅Ｂｗａよりも短い状態が保たれる（図１１Ａ及び図１１Ｂ）。一方、荒地１２のうち、カウンターウエイトＷのない第２アームＡ２、第３アームＡ３、第６アームＡ６、及び第７アームＡ７に相当する部位については、金型３１Ａ，３２Ａにより、ジャーナル相当部ＪＡと同様の加工が行われる（図９Ａ及び図９Ｂ）。あるいは、第２アームＡ２、第３アームＡ３、第６アームＡ６、及び第７アームＡ７に相当する部位は、金型３１Ａ，３２Ａで圧下されなくてもよい。

図２１は、クランク軸１０Ａの製造に際し、第３予備成形工程で用いる金型６０Ａを例示する図である。金型６０Ａは、上型６１Ａと、下型６２Ａとを含んでいる。上型６１Ａ及び下型６２Ａは、上記実施形態における上型６１及び下型６２と同様、第２予備成形工程で得られた荒地１３のうち、カウンターウエイトＷ付きの第１アームＡ１、第４アームＡ４、第５アームＡ５、及び第８アームＡ８に相当する部位の外周を拘束しながら、クランクウェブＣｗの仕上げ形状に相当する形状に成形することができる。すなわち、上型６１Ａ及び下型６２Ａは、それぞれ、上型６１及び下型６２と同様のアーム加工部６１３，６２３及びウエイト加工部６１４，６２４を有することができる（図１６Ａ及び図１６Ｂ）。

一方、上型６１Ａ及び下型６２Ａは、荒地１３のうち、カウンターウエイトＷのない第２アームＡ２、第３アームＡ３、第６アームＡ６、及び第７アームＡ７に相当する部位を実質的に圧下しない。言い換えると、荒地１３のうち、第２アームＡ２、第３アームＡ３、第６アームＡ６、及び第７アームＡ７に相当する各部位の外周は、第３予備成形工程の間、上型６１Ａ及び下型６２Ａによって拘束されない。

このように、本開示に係る製造方法は、カウンターウエイトＷを有するアームＡの数にかかわらず、様々なクランク軸に適用することができる。例えば、８気筒エンジンに搭載されるクランク軸等にも、本開示に係る製造方法を適用することができる。

１０，１０Ａ：クランク軸
Ｊ，Ｊ１～Ｊ５：ジャーナル
Ｐ，Ｐ１～Ｐ４：ピン
Ａ，Ａ１～Ａ８：アーム
Ｗ：カウンターウエイト
Ｃｗ，Ｃｗ１～Ｃｗ８：クランクウェブ
１１：ビレット
１２：第１荒地
１３：第２荒地
１４：第３荒地
２１，２２，２１Ａ，２２Ａ：第１金型
３１，３２，３１Ａ，３２Ａ：第２金型
４１，４２：偏心型
６０，６０Ａ：第３金型

Claims (3)

1. ジャーナルと、前記ジャーナルに対して偏心して配置されるピンと、前記ジャーナルと前記ピンとを接続するアームと、前記アームと一体的に形成されたカウンターウエイトと、を含むクランク軸の製造方法であって、
   ビレットから第１荒地を得る第１予備成形工程と、
   前記第１荒地から第２荒地を得る第２予備成形工程と、
   前記第２荒地から第３荒地を得る第３予備成形工程と、
   を備え、
   前記第１予備成形工程では、一対の第１金型を用い、前記ビレットの軸方向と垂直な方向から、前記ビレットのうち前記ジャーナルに相当する部位及び前記ピンに相当する部位を圧下することにより、前記ジャーナルに相当する部位及び前記ピンに相当する部位の各断面積を減少させて当該部位をそれぞれ扁平状に成形するとともに、前記ビレットのうち、前記アーム及び前記カウンターウエイトで構成されるクランクウェブに相当する部位を、前記第１金型の圧下方向において前記アームに相当する部位の長さが前記カウンターウエイトに相当する部位の長さよりも短くなるように、前記一対の第１金型で圧下し、
   前記第２予備成形工程では、一対の第２金型を用い、前記第１金型の圧下方向及び前記第１荒地の軸方向と垂直な方向を圧下方向として、前記第１荒地のうち前記ジャーナルに相当する部位を圧下し、偏心型を用い、前記第２金型による圧下方向と平行な方向を偏心方向として、前記第１荒地のうち前記ピンに相当する部位を前記ジャーナルに相当する部位に対して偏心させるとともに、前記第１荒地のうち前記クランクウェブに相当する部位を、前記第１金型の圧下方向における前記アームに相当する部位の長さが前記カウンターウエイトに相当する部位の長さよりも短い状態に維持されるように、前記一対の第２金型によって支持し、
   前記第３予備成形工程では、第３金型を用い、前記第２荒地のうち前記クランクウェブに相当する部位を前記第２荒地の軸方向から圧下することにより、当該部位の厚みを減少させる、製造方法。
2. 請求項１に記載の製造方法であって、
   前記第３予備成形工程では、前記第３金型によって前記第２荒地のうち前記クランクウェブに相当する部位の外周を拘束し、当該部位を前記クランクウェブの仕上げ形状に相当する形状に形成する、製造方法。
3. 請求項１又は２に記載の製造方法であって、
   前記第２予備成形工程において、前記ピンに相当する部位の偏心量は、前記ピンの仕上げ寸法の偏心量の４０％以下である、製造方法。

Images